橫濱市立大學研究生院生命醫科學研究科的傑里米·泰姆（Jeremy R H Tame）教授、安達大輔（當時為碩士生）、石本直偉士助教、以及日本大學理工學部的鐮田健一助教等組成的研究團隊於2025年12月24日宣佈，他們通過X射線晶體結構解析與冷凍電鏡單顆粒解析技術，成功解析了有毒洋菇貝形圓孢側耳Pleurocybella porrigens所含凝集素PPL的立體結構。凝集素PPL是導致貝形圓孢側耳中毒的毒性化合物，該成果有望闡明其中毒的作用機制。該研究成果已發表在2025年12月4日出版的期刊《Glycobiology》(糖生物學)雜誌期刊上。
圖1 本次研究揭示的有毒洋菇「貝形圓孢側耳」所含凝集素PPL的立體結構
放大圖為各分子間的相互作用（橫濱市立大學提供）
凝集素是通過糖鏈介導免疫應答、細胞間識別等生物反應的調控分子，在生物防禦、感染、細胞間資訊傳達、細胞增殖調控等多種生命活動中發揮作用，但其基本機制尚不完全清楚。
貝形圓孢側耳原被視為可食用野生菌菇，但在2004年因出現多起由該洋菇引發的急性腦症病例，現已被認定為毒洋菇，有關部門呼籲人們謹慎食用。關於其毒性機制，有觀點認為凝集素PPL與醣蛋白PC形成複合體，破壞血腦障壁，從而可能誘發急性腦症。然而，PPL本身的立體結構、糖鏈識別機制及複合體形成機制一直未被闡明。
為此，研究團隊通過X射線晶體結構分析和冷凍電鏡單顆粒解析技術，從原子層面揭示了PPL的立體結構及其糖鏈識別機制。
結果顯示，通過X射線晶體結構解析，研究團隊成功確定了與GalNAc（N-乙酰半乳糖胺）結合的PPL複合體結構。研究發現GalNAc的環狀結構與Trp35能形成強烈的堆積相互作用，並通過與多個殘基（Asp20、Asn42、Ser24等）形成氫鍵網路，實現高度特異性的識別。
另一方面，研究顯示，TF抗原和A型抗原等較長糖鏈可能因結合位置周圍的立體位阻而無法與PPL結合。這一發現從結構上證實了PPL的選擇性識別短鏈糖鏈的分子機制。
此外，通過冷凍電鏡分析進一步發現，PPL形成了具有D3對稱的環狀六聚體，與基於X射線晶體結構構建的模型相吻合。
研究顯示，該聚合模式在R型凝集素中尚無先例，是一種全新的複合體結構。
研究還表明，PPL即使在溶液中也能穩定形成六聚體，這一結構特徵可能是形成糖鏈識別與毒性複合體的基礎。
泰姆教授表示：「結構解析，尤其是晶體制備需耗費大量時間，但通過晶體結構分析和冷凍電鏡（Cryo-EM）的雙重手段確認到的六聚體結構，是一項重大成果。PPL形成六聚體這一預想之外的結果，對於理解其毒性表達機制具有重要意義。儘管毒性機制仍有諸多未解之謎，但我認為本次成果將成為解開毒性機制謎團的第一步。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Glycobiology
論文：Crystal and Cryo-EM structure of PPL, a novel hexameric R-type lectin from the poisonous mushroom Pleurocybella porrigens
DOI：doi.org/10.1093/glycob/cwaf082
